单晶III族氮化物薄膜中由位错引起的热输运各向异性
材料科学
2019-01-23 v1
摘要
位错作为一种一维晶格缺陷，普遍存在于III-V半导体等技术重要材料中，并对氮化物基高功率电子器件等的散热产生不利影响。数十年来，基于非线性弹性理论的常规模型一直预测，这种热阻只有在热流垂直于位错时才显著。然而，这种位错诱导的各向异性热输运尚未在实验中观测到。在本研究中，我们测量了由高度取向的穿线位错阵列沿面外方向主导的强热输运各向异性，该现象出现在微米级厚度的单晶氮化铟（InN）薄膜中。我们发现，当位错密度约为 ~3x10^10 cm^-2 时，在 80 K 下面外热导率比面内热导率高十倍以上。这一大各向异性未被常规模型所预测。随着对位错-声子相互作用理解的加深，我们的结果开辟了利用线缺陷调控各向异性热输运的新领域，并将促进在多种器件应用热管理中定向散热的新方法。
引用
@article{arxiv.1804.02825,
title = {Dislocation-induced thermal transport anisotropy in single-crystal group-III nitride films},
author = {Bo Sun and Georg Haunschild and Carlos Polanco and James Ju and Lucas Lindsay and Gregor Koblmüller and Yee Kan Koh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.02825},
year = {2019}
}